磁共振檢查噪聲對胎兒及嬰幼兒聽覺功能的影響

趙慧芳，金超，楊健

磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)因其精細(xì)的解剖組織對比、無電離輻射及豐富的成像模式，已成為胎兒、嬰幼兒顱腦檢查的首選方法。然而，MRI檢查時(shí)產(chǎn)生的高強(qiáng)度噪聲，若防護(hù)不到位，易造成受檢者聽功能損傷。胎兒、嬰幼兒聽覺系統(tǒng)發(fā)育尚不成熟，MRI噪聲是否會對該人群聽功能產(chǎn)生影響，一直是醫(yī)療工作者與家長關(guān)注的焦點(diǎn)。本文通過綜述聽覺系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)程、噪聲性聽力損傷機(jī)制以及MRI噪聲特點(diǎn)，系統(tǒng)闡述MRI噪聲對胎兒、嬰幼兒人群的影響，為提高M(jìn)RI檢查安全性提供參考。

1 聽覺系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)程

人類聽覺系統(tǒng)從胚胎期開始發(fā)育，至兒童期整個(gè)聽覺系統(tǒng)發(fā)育成熟，達(dá)到成人水平；如表1[1]所示，自胚胎期聽覺系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)建立之后，聽覺系統(tǒng)逐步發(fā)育，可總結(jié)為如下三個(gè)階段。第一階段(孕中期)耳蝸形態(tài)學(xué)發(fā)育成熟，僅耳蝸神經(jīng)蝸內(nèi)部分髓鞘形成；第二階段(圍產(chǎn)期)耳蝸神經(jīng)近端至丘腦的腦干通路髓鞘化；第三階段(兒童期)，隨著聽覺皮層逐漸髓鞘化，整個(gè)聽覺系統(tǒng)發(fā)育完成。

聽覺感受的形成，需經(jīng)“機(jī)械→電→化學(xué)→神經(jīng)沖動(dòng)→中樞信息處理”等一系列過程。研究表明，人類聽覺感受發(fā)育始于23～25孕周左右，隨孕周增加，其功能日趨成熟。通過B超探及人類胎兒在孕23周左右時(shí)首先響應(yīng)500 Hz音調(diào)；至27孕周左右時(shí)，對三種低頻音調(diào)(100、250和500 Hz)均有反應(yīng)；至31孕周時(shí)，可觀察到兩個(gè)較高頻率1000和3000 Hz的響應(yīng)[2]。外周聽覺系統(tǒng)的功能按從低頻至高頻的順序發(fā)育。隨著孕周增加，胎兒對聲音刺激的反應(yīng)頻率范圍及分辨能力隨之?dāng)U大[3]。

表1 人類聽覺系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)程Tab. 1 Sequence of structural development of the human auditory system

2 噪聲對聽覺功能的影響

2.1 噪聲性聽力損傷的特點(diǎn)

噪聲對聽功能的影響常表現(xiàn)為聽覺敏感度下降、聽閾升高、語言接收和信號辨別力減弱，嚴(yán)重時(shí)可造成耳聾。噪聲暴露引起的噪聲性聽力損傷主要包含暫時(shí)性閾移(temporary threshold shift)、永久性閾移(permanent threshold shift)與聲損傷[4]。暫時(shí)性閾移指的是噪聲暴露后的聽敏度暫時(shí)性下降，表現(xiàn)為聽敏度下降、耳悶感以及耳鳴；以上癥狀持續(xù)時(shí)間較短，不到1 h，也可能為數(shù)小時(shí)或數(shù)天。永久性閾移指的是噪聲暴露引起的聽閾不能完全恢復(fù)；聲損傷往往出現(xiàn)于一次強(qiáng)烈的噪聲暴露(如爆炸)。

噪聲性聽力損傷的程度與噪聲特性、暴露時(shí)間及個(gè)體易感性等因素有關(guān)。

噪聲特性：(1)噪聲強(qiáng)度越大，損傷程度越嚴(yán)重；(2)噪聲性聽損傷主要發(fā)生于高頻區(qū)(3000～6000 Hz)，4000 Hz頻區(qū)最易受損[5-6]，另外，窄頻譜噪聲危害更大[7]；(3)脈沖噪聲比穩(wěn)態(tài)噪聲對聽覺系統(tǒng)損傷更嚴(yán)重[8]。

暴露時(shí)間：噪聲暴露時(shí)間越長，聽損傷越嚴(yán)重；另外，持續(xù)性噪聲暴露比間斷性暴露危害更大。個(gè)體易感性：在具有人耳相似結(jié)構(gòu)的哺乳動(dòng)物中，年幼組較成年組更易出現(xiàn)噪聲性聽損傷[9]。動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn)，耳蝸成熟末期是噪聲性聽力損傷的最大易感性期，相當(dāng)于人類圍產(chǎn)期[10]。

2.2 噪聲性聽力損傷的機(jī)制

噪聲暴露引起的聽力損傷主要包含三種機(jī)制：機(jī)械性、血管性及代謝性。超高強(qiáng)度噪聲(大于130 dBA)以機(jī)械性損傷為主，中高強(qiáng)度噪聲(110～130 dBA)以血管性和代謝性損傷為主[4，11]。

機(jī)械學(xué)說認(rèn)為，高強(qiáng)度噪聲可引起強(qiáng)烈的迷路內(nèi)液體波動(dòng)，在蝸管內(nèi)形成蝸流，沖擊耳蝸螺旋器，造成不同程度的機(jī)械損傷[12]。血管學(xué)說認(rèn)為強(qiáng)噪聲破壞了耳蝸微循環(huán)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致細(xì)胞缺血缺氧，造成毛細(xì)胞及螺旋器的退行性病變[12]。而代謝學(xué)說強(qiáng)調(diào)毛細(xì)胞和支持細(xì)胞酶系統(tǒng)嚴(yán)重紊亂導(dǎo)致氧化代謝障礙，不能生成能量，造成細(xì)胞死亡[13]。自由基或活性氧的形成及過度噪聲刺激引起的谷氨酸興奮毒性，也可以激活細(xì)胞凋亡的信號通路[13]。此外，強(qiáng)噪聲暴露還可引起傳入神經(jīng)樹突及毛細(xì)胞內(nèi)鈣離子超載，從而引起細(xì)胞死亡[14]。綜上可知，噪聲性聽力損傷機(jī)制復(fù)雜，而且各種機(jī)制相互關(guān)聯(lián)、影響，最終造成聽覺系統(tǒng)損傷。

2.3 噪聲性聽力損傷的檢測方法

通過聽力測試可以評估聽覺功能損傷的程度、性質(zhì)及病變部位，現(xiàn)有聽力檢測方法眾多，根據(jù)對受檢者反應(yīng)判斷方式不同分為主觀測聽法和客觀測聽法。行為測聽(主觀測聽法)是嬰幼兒聽閾測量的金標(biāo)準(zhǔn)，但因其不明指導(dǎo)語或注意力不集中，較難配合檢查并影響結(jié)果準(zhǔn)確性。目前，臨床常用的嬰兒聽力檢測以客觀聽力測試為主，主觀聽力測試為輔。相關(guān)研究建議將聽性腦干反應(yīng)、耳聲發(fā)射和中耳功能檢測作為嬰幼兒聽功能損傷的檢查方法[15]。

聽覺腦干誘發(fā)電位(auditory brainstem response，ABR)是指給予聲音刺激，在頭皮上記錄到由耳蝸至腦干聽覺神經(jīng)通路的電位變化(Ⅰ～Ⅶ波)。一般認(rèn)為：Ⅰ波代表聽神經(jīng)的動(dòng)作電位，Ⅱ波起源于耳蝸神經(jīng)核，Ⅲ波起源于下橋腦的上橄欖核，Ⅳ波起源于外側(cè)上丘系核，Ⅴ波起源于中腦下丘，Ⅵ波起源于丘腦內(nèi)側(cè)膝狀體，Ⅶ波代表聽輻射的電位活動(dòng)[16]。通過計(jì)算各波之間相差的時(shí)間及能引出波形的最小聲音，可以客觀地評估聽力的狀況和腦干病變。ABR分為篩查型和診斷型。篩查型ABR主要反映2000～4000 Hz廣譜頻率的聽敏度，診斷型ABR可以反映不同頻率刺激的聽敏度。ABR可客觀敏感地反映聽覺神經(jīng)通路狀態(tài)，對嬰幼兒中樞性聽覺功能損傷具有重要診斷價(jià)值。

耳聲發(fā)射(otoacoustic emission，OAE)是耳蝸感音細(xì)胞對于聲刺激反應(yīng)所產(chǎn)生的能量，經(jīng)過卵圓窗推動(dòng)聽骨鏈引起鼓膜振動(dòng)，并被外耳道微電極所記錄。OAE可反映外周聽覺系統(tǒng)的變化，已被廣泛應(yīng)用于嬰幼兒聽力檢測。根據(jù)刺激聲類型的不同，耳聲發(fā)射可分為多種類型，臨床上常用的主要為瞬態(tài)誘發(fā)耳聲發(fā)射(transiently evoked OAE)和畸變產(chǎn)物耳聲發(fā)射(distortion product OAE)。其中，DPOAE測試具有更好的頻率特異性，尤其適用于頻率特異性聽力損傷的檢測[17]。而且，研究發(fā)現(xiàn)，在標(biāo)準(zhǔn)純音聽力計(jì)閾值改變前，OAE可以提供噪聲誘導(dǎo)耳蝸損傷的早期信息[18-19]。

中耳功能狀態(tài)可以通過鼓室聲導(dǎo)抗測試來反映，有助于鑒別傳導(dǎo)性及感音性聽力損失。當(dāng)外耳道內(nèi)氣壓變化時(shí)，鼓膜運(yùn)動(dòng)的相對變化可以由鼓室聲導(dǎo)抗記錄，其測試結(jié)果鼓室導(dǎo)抗圖常分為三型。A型：鐘型，提示中耳功能正常；B型：平坦型，提示鼓膜及中耳系統(tǒng)異常，如中耳積液、鼓膜粘連等；C型：負(fù)壓型，常見于咽鼓管功能障礙。傳統(tǒng)上，鼓室導(dǎo)抗圖是通過使用低頻探測音獲得，但并不適用于6月齡以下的嬰兒。研究表明，高頻探測音(1000 Hz)可更好地評估嬰幼兒中耳狀態(tài)，此時(shí)鼓室導(dǎo)抗圖分為有峰型(正常)或無峰型(異常)[20]。

3 磁共振噪聲特點(diǎn)及噪聲標(biāo)準(zhǔn)

梯度線圈內(nèi)的電流快速變化是MRI噪聲的主要來源[21-22]。噪聲聲壓水平與MRI系統(tǒng)的場強(qiáng)以及成像序列梯度切換率相關(guān)，場強(qiáng)越高，梯度切換率越快，噪聲水平越大[23]。測量結(jié)果顯示，3.0 T MRI系統(tǒng)峰聲壓(peak sound pressure level)和等效聲壓水平(equivalent sound pressure level)均高于1.5 T MRI系統(tǒng)。3.0 T系統(tǒng)峰聲壓水平為125.7～130.7 dB (A)，等效加權(quán)聲壓水平為110.0～115.8 dB (A)；1.5 T系統(tǒng)峰聲壓水平為101.8～111.7 dB (A)，等效加權(quán)聲壓水平為89.1～99.6 dB (A)[23-24]。除此之外，噪聲水平還與掃描參數(shù)有關(guān)，例如重復(fù)時(shí)間(repetition time，TR)、回波時(shí)間(echo time，TE)、掃描野(field of view，F(xiàn)OV)、層厚。當(dāng)被掃描物體的層厚越薄、掃描FOV越小、重復(fù)時(shí)間TR和回波時(shí)間TE越短時(shí)，噪聲水平越大[25]。

國際職業(yè)健康安全法規(guī)規(guī)定，每日8 h職業(yè)噪聲暴露應(yīng)低于85～90 dBA[26]。對于MRI檢查，英國MHRA (英國藥品和健康產(chǎn)品管理局)和美國ACR (美國放射學(xué)院)指南給出噪聲暴露劑量為每日8 h不超過85 dBA[27-28]。且有研究表明孕期母親職業(yè)噪聲暴露超標(biāo)(持續(xù)暴露于85～95 dBA)，其子代在4至10歲時(shí)出現(xiàn)高頻率區(qū)聽覺損傷[29]。對于新生兒人群，相關(guān)研究建議：新生兒重癥監(jiān)護(hù)室(NICU)噪聲水平應(yīng)低于65 dBA，轉(zhuǎn)運(yùn)過程的噪聲暴露應(yīng)低于60 dBA[30-31]。綜上所述，目前仍缺乏胎兒及新生兒MRI檢查噪聲暴露標(biāo)準(zhǔn)。故新生兒MRI檢查時(shí)，應(yīng)做好安全防護(hù)保證進(jìn)入外耳道的噪聲聲壓水平應(yīng)低于65 dBA。

4 MRI噪聲對胎兒及嬰幼兒聽覺功能的影響及防護(hù)措施

4.1 MRI噪聲對胎兒及嬰幼兒聽覺功能影響

胎兒及嬰幼兒處于聽覺系統(tǒng)發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，其噪聲易感性強(qiáng)，而且傳導(dǎo)至胎兒及嬰幼兒外耳的噪聲聲壓水平與成人存在差異。因此，對行MRI檢查的患兒，臨床應(yīng)給予重視。目前已有研究關(guān)注MRI噪聲對胎兒及新生兒聽覺功能的影響。

相較成人，胎兒有母親腹壁、羊水等組織保護(hù)。相關(guān)研究估計(jì)約可實(shí)現(xiàn)30～40 dB的噪聲衰減[32-33]。同時(shí)，胎兒中耳內(nèi)的液體也可以衰減一部分噪聲刺激。Ray等[34]對妊娠前3個(gè)月接受MRI檢查的母親進(jìn)行對照研究，其子代發(fā)生死產(chǎn)或新生兒死亡、先天性畸形、腫瘤、視力或聽力損失的風(fēng)險(xiǎn)與對照組未見明顯差異，提示孕早期MRI暴露與胎兒或兒童早期損傷風(fēng)險(xiǎn)增加無關(guān)。Clements等[35]對妊娠20周后行0.5 T MRI檢查的20例胎兒進(jìn)行了前瞻性觀察研究，在9月齡時(shí)的測評結(jié)果顯示對聽功能未產(chǎn)生明顯影響。Bouyssi-Kobar等[36]研究了孕中晚期1.5 T MRI檢查對胎兒發(fā)育結(jié)局的影響，通過評估宮內(nèi)暴露的學(xué)齡前兒童的心理健康功能和聽力，發(fā)現(xiàn)胎兒MRI暴露與功能紊亂或聽力受損無關(guān)。Baker等[37]和Kok等[38]分別對曾于孕中晚期行0.5 T與1.5 T MRI檢查的兒童進(jìn)行隨訪，發(fā)現(xiàn)MRI噪聲暴露后并沒有增加致病、致殘或聽功能損傷的風(fēng)險(xiǎn)。Reeves等[39]對孕中晚期行1.5 T MRI的新生兒聽功能進(jìn)行檢查，經(jīng)OAE與ABR聽力篩查，未見聽功能損傷。同時(shí)，Strizek等[40]還對宮內(nèi)MRI噪聲暴露與新生兒發(fā)育進(jìn)行探究，結(jié)果顯示孕期暴露于1.5 T磁共振噪聲對新生兒的出生體重百分位數(shù)及聽覺系統(tǒng)功能無不良影響。Jaimes等[41]比較了曾分別在產(chǎn)前接受過1.5 T和3.0 T MRI檢查的新生兒的聽功能，兩組OAE和ABR聽力篩查結(jié)果未見明顯差異，表明與較高場強(qiáng)相關(guān)的噪聲增加不會導(dǎo)致明顯的聽功能損傷。動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn)，傳導(dǎo)至胎兒外耳的聲音的頻率特異性減少，高頻部分衰減更多[42]，可能與外周聽覺系統(tǒng)的功能按從低頻至高頻的順序發(fā)育有關(guān)。而3.0 T MRI產(chǎn)生的聲音頻率高于1 kHz，優(yōu)先衰減高頻聲音可能有助于降低胎兒噪聲暴露。上述隨訪研究，均顯示孕期暴露于MRI噪聲對胎兒的聽覺功能未產(chǎn)生不良影響，可能與噪聲經(jīng)母體、羊水及胎兒中耳內(nèi)液體衰減相關(guān)，而且高頻噪聲較低頻衰減更多。

區(qū)別于胎兒，嬰幼兒直接暴露于噪聲環(huán)境。尤其對于新生兒，其耳蝸功能正處于發(fā)育成熟的關(guān)鍵時(shí)期，對噪聲更敏感。王華偉等[43]運(yùn)用腦干聽覺誘發(fā)電位(brainstem auditory evoked potential，BAEP)觀察新生兒在行3.0 T MRI檢查后聽力傳導(dǎo)系統(tǒng)的變化，通過比較患兒在MRI檢查前后雙耳BAEP波Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ的潛伏期以及峰間期的差異，發(fā)現(xiàn)檢查前后雙耳各波均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，提示：3.0 T MRI檢查可能對新生兒聽功能無明顯影響。但是聽覺誘發(fā)電位閾值不能敏感地反映外周聽覺系統(tǒng)的變化，而且新生兒的腦干聽覺系統(tǒng)發(fā)育尚不完全成熟，其各波潛伏期及幅值變異性大。所以，聽覺誘發(fā)電位閾值可以精確評估成熟而且正常的聽覺系統(tǒng)，但在不成熟或有損傷時(shí)可能達(dá)不到精確[44]。筆者所在課題組研究了常規(guī)聽力保護(hù)下3.0 T MRI噪音對新生兒耳蝸功能的影響，發(fā)現(xiàn)MRI檢查前后DPOAE幅值在3000 Hz頻率具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，提示噪聲暴露后耳蝸毛細(xì)胞存在一定程度的變化。目前，評估MRI噪聲暴露對嬰幼兒聽功能影響的隨訪研究較少。而且由于MRI系統(tǒng)場強(qiáng)、設(shè)備及聽功能檢測方法存在差異，尚不能得出明確結(jié)論，仍有待進(jìn)一步研究。

4.2 聽力防護(hù)措施

盡管目前沒有證據(jù)表明與胎兒及嬰幼兒MRI噪聲暴露相關(guān)的聽功能損傷，但對發(fā)育中胎兒及嬰幼兒的MRI檢查安全性仍存在擔(dān)憂。胎兒MRI檢查已采取除外子宮、羊水及軟組織等天然屏障的一些保護(hù)措施。例如，放置在檢查床的聲學(xué)泡沫墊可以進(jìn)一步減少傳導(dǎo)至胎兒的噪聲。胎兒成像各種序列參數(shù)的調(diào)整及引進(jìn)新的先進(jìn)降噪技術(shù)，亦可在MRI掃描期間降低噪音，以減少噪聲暴露對胎兒的風(fēng)險(xiǎn)[45-46]。另外，針對嬰幼兒等特殊群體，已實(shí)施多種形式的被動(dòng)聽力防護(hù)措施，包括耳罩、耳塞和隔音罩的應(yīng)用。Ravicz等[47]對成年志愿者進(jìn)行了使用頭盔來降低骨傳導(dǎo)噪音的研究，發(fā)現(xiàn)在高強(qiáng)度MRI噪聲(1～1.4 kHz)的頻率范圍內(nèi)，頭盔、耳罩和耳塞一起使用可提供約55～63 dB聲音衰減，而僅由傳統(tǒng)設(shè)備提供的衰減就要小得多：耳罩為30～37 dB，耳塞為25～28 dB，同時(shí)使用耳罩和耳塞為39～41 dB。正確規(guī)范的耳塞佩戴是實(shí)現(xiàn)安全噪聲保護(hù)的重要基礎(chǔ)，但嬰幼兒的耳道尺寸較小，還應(yīng)注意選用更為適用的耳塞，比如小型號裝置以及新生兒專用耳套，均是聽功能防護(hù)的重要裝置。Nordell等[48]研制了一種新生兒專用MRI檢查防護(hù)裝置，可實(shí)現(xiàn)16～22 dBA的峰噪聲衰減。此外，MR兼容新生兒保溫箱、新生兒專用線圈及NICU專用MRI的開發(fā)進(jìn)一步提高了新生兒檢查的安全性和可行性。其中，Tkach等[49]研究顯示當(dāng)選擇相同的成像序列和采集參數(shù)時(shí)，NICU掃描儀平均比傳統(tǒng)的成人1.5 T掃描儀可減少約14.2 dB (11 dBA)噪聲，證明NICU掃描儀比傳統(tǒng)的MRI掃描儀更安靜。

5 小結(jié)

綜上，胎兒及嬰幼兒聽覺系統(tǒng)發(fā)育尚不成熟，易發(fā)生噪聲性聽力損傷?，F(xiàn)有關(guān)胎兒MRI檢查安全性的研究尚未發(fā)現(xiàn)對聽功能產(chǎn)生明顯影響，但是大多數(shù)研究均在1.5 T 及以下場強(qiáng)進(jìn)行。隨著技術(shù)的發(fā)展，為明確MRI相關(guān)噪聲對胎兒聽力的潛在影響，仍需要對胎兒MRI (包括3.0 T)新技術(shù)的安全性進(jìn)行大樣本量的隨訪研究。此外，有關(guān)MRI噪聲暴露對嬰幼兒聽功能影響的隨訪研究較少。而且由于MRI系統(tǒng)場強(qiáng)、設(shè)備及聽功能檢測方法存在差異，缺乏充分證據(jù)證明嬰幼兒MRI檢查時(shí)聽功能的安全性。后期需要進(jìn)行多中心、大樣本量的前瞻性研究，為評估嬰幼兒MRI檢查對聽功能的損傷風(fēng)險(xiǎn)提供更多證據(jù)。雖然至今沒有研究報(bào)道與MRI噪聲相關(guān)的胎兒及嬰幼兒嚴(yán)重聽覺功能損傷，但是在臨床工作中仍需要加強(qiáng)聽力保護(hù)的有效實(shí)施，可以通過采取主動(dòng)及被動(dòng)降噪措施來降低聽力受損的風(fēng)險(xiǎn)[50]。期望通過加強(qiáng)聽力防護(hù)措施及降低MRI梯度噪聲，以提高胎兒及嬰幼兒MRI檢查的安全性。

利益沖突：無。